本發(fā)明涉及傳熱學領域，尤其涉及一種用于煙葉烘烤設備的熱管熱風爐。

背景技術：

煙葉烘烤是一項高耗能干燥作業(yè)，其成本很大一部分來源于能耗，熱風爐是煙葉烘烤設備的重要組成部分，熱風爐性能的好壞直接影響到煙葉烘烤設備的能耗和烤煙成本，尋求高效率低耗能的煙葉烘烤設備一直是煙葉烘烤設備發(fā)展的方向和目標。目前，國內用于煙葉烘烤的供熱設備大致分為三類：一類是熱泵加熱設備，其存在的主要問題是設備昂貴，一次性投入大，耗電設備運行成本高，從實用性和經濟性考慮不符合當前我國國情，大面積推廣存在難度；另一類是燃油、燃氣型的加熱設備，燃料燃燒經凈化后作熱源，其最大的弱點是燃料價格貴，煙葉烘烤成本高；再一類就是目前國內煙區(qū)應用范圍最廣，使用數(shù)量較大的火管式燃煤型熱風爐，其燃料資源豐富，價格低廉。但是，目前這種熱風爐存在的問題是熱能利用效率普遍較低，煙葉烘烤能耗居高不下。究其原因：一是火管式熱風爐受金屬導熱性質的限制，熱阻大，熱交換效率低。二是爐膛容量與三段式烤煙工藝不匹配，在小火期和中火期爐膛內燃料燃燒不充分，燃燒效率低，以及揮發(fā)份、可燃物向外排放和燃料細微顆粒從爐篦間隙下漏都會造成浪費。三是火管式熱交換器受結構體積的限制，散熱面積小，散熱能力受限，煙氣排放溫度高；四是火管式熱交換器的換熱管橫向設置方式極易堵灰，使換熱管的熱阻增大，換熱能力不同程度下降，堵灰嚴重時甚至使部分換熱管失效；由于多種因素影響熱風爐的熱交換性能，造成熱能利用效率普遍較低，烤煙能耗居高不下。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于煙葉烘烤設備的熱管熱風爐，其傳熱效率高，散熱能力強，運行費用低，使用壽命長；能夠充分利用熱管的高效傳熱性能和其結構特點，在不改變原有炕房框架結構的情況下，配合煙葉 烘烤工藝要求，實現(xiàn)強制通風、熱風循環(huán)和烘烤過程自動控制，增強煙葉烘烤設備的熱能轉換能力，大幅提高煙葉烘烤設備的熱能利用效率，實現(xiàn)烤煙生產節(jié)能降耗，降低烤煙成本，增加煙葉種植收益。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是：包括：熱交換器(1)，燃煤爐(2)，熱管(3)和管箱(4)構成；其特征在于，所述熱管(3)的蒸發(fā)段設置在管箱(4)的箱體內部，熱管(3)的散熱段在管箱(4)外部為裸露狀態(tài)的開放型散熱結構。

所述管箱(4)箱體下部煙氣進口區(qū)域熱管的蒸發(fā)段為變長度光管，管箱(4)箱體內中部和上部區(qū)域熱管的蒸發(fā)段設置有散熱翅片，管箱(4)外部熱管的散熱段均設置有散熱翅片。

所述熱交換器(1)上的熱管(3)為橫向設置，熱管的軸線與水平方向存在有一定夾角，熱管上的散熱翅片趨于垂直狀態(tài)。

所述燃煤爐(2)的燃燒室為立式圓柱形結構，熱交換器(1)設置在燃煤爐(2)的上部，熱交換器(1)和燃煤爐(2)通過法蘭(5)連接固定為一體。

所述燃煤爐(2)上還設置有添煤口(6)和出渣口(7)；燃燒室與儲渣室之間設置有爐篦(8)，熱交換器(1)的頂端設置有與煙囪連接的排煙出口(9)，在出渣口(7)的一側還設置有鼓風機進風管(10)。

本發(fā)明的技術效果在于：本發(fā)明針對目前國內烤煙設備中大量應用的火管式燃煤熱風爐普遍存在熱能利用效率普遍較低的問題，結合現(xiàn)有烤煙炕房的實際工況和烤煙工藝技術要求，將熱風爐的熱交換器使用具有良好導熱性能的熱管作為傳熱元件，充分利用熱管的高效傳熱性能和其結構特點，采用散熱翅片大量增加散熱面積，實現(xiàn)強化換熱，使熱風爐的整個熱交換過程增強，熱能利用效率得到大幅提升，從而從根本上解決了氣一氣換熱系數(shù)的問題；將熱管的蒸發(fā)段設置在箱體內部，熱管散熱段設置在管箱外部呈裸露狀態(tài)的開放型散熱結構，暴露于供熱室內的空氣當中，使冷、熱流體相互分離，獨立流通，向烤房提供潔凈熱風；將管箱下部煙氣進口高溫段區(qū)域熱管的蒸發(fā)段設置為變長度光管，以減小高溫區(qū)域熱管的受熱面積，緩解高溫端熱管工作壓力，使熱管在高溫區(qū)能夠穩(wěn)定運行；管箱中部和上部區(qū)域熱管的蒸發(fā)段設置有散熱翅片，使管箱箱體內中溫段和低溫段熱管的蒸發(fā)段增加受熱面積，以增強換熱性能，提高換熱能力，使熱風爐處于適當?shù)呐艧煖囟葏^(qū)間；熱管采取橫向設置方式，熱 管的軸線與水平方向設置有小角度傾角，以減小工質蒸發(fā)與工質冷凝回流產生的阻力，使熱管的導熱性能得到穩(wěn)定和提高，同時熱管上的螺旋散熱翅片能夠趨于垂直狀態(tài)，大大降低翅片積灰所產生的熱阻，同時能夠減小熱風流程阻力，使散熱效率得到明顯提高。

熱風爐在烤煙設備中扮演的是熱能轉換的重要角色，能否將爐膛內燃料燃燒的發(fā)熱量及時有效的轉換到烤房當中，對烤煙能耗和烤煙成本有著直接和關鍵性的作用。生產實踐表明，由于熱管熱風爐的熱交換性質得到改善，熱交換過程增強和熱能轉換效率的提升，在三段式烘烤工藝的任何期段，爐膛內燃料的添加量和添加次數(shù)都相應減少，爐膛內燃料的堆放體積均明顯下降，在相同供風量工況下燃料燃燒條件得到改善，供氧均勻，燃燒充分，燃燒效率得到提高；由于熱管的導熱特性和循環(huán)風機的不間斷運行，鼓風機啟動次數(shù)減少、啟動間隔時間延長、啟動運行時間明顯縮短；由于熱管的高效傳熱特性和烤房循環(huán)風機的不間斷工作，在烤房穩(wěn)溫保溫時段烤房內的溫度維持時間延長，烤煙設備運行期間的各時段溫度調節(jié)靈敏，室內溫度與控制系統(tǒng)配合良好。根據(jù)測試結果表明，烤煙設備的熱能利用效率有較大幅度的提高，節(jié)能效果非常明顯。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具熱能轉換效率高，散熱能力強，運行費用低，使用壽命長等特點，可以配合煙葉烘烤工藝要求，在不改變原有炕房框架結構和原有配套設施的情況下，實現(xiàn)強制通風、熱風循環(huán)和烘烤過程自動控制，能夠大幅提高煙葉烘烤設備的熱能利用效率，實現(xiàn)烤煙生產節(jié)能降耗，降低烤煙成本，增加煙葉種植收益，具有重要的推廣價值和廣泛的應用前景。

附圖說明

以下結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

圖1是本發(fā)明提供的用于煙葉烘烤設備的熱管熱風爐的示意圖。

圖2是對熱管熱風爐的進一步說明以及熱管熱風爐在烤房供熱室中設置的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括：熱交換器(1)和燃煤爐(2)。

如圖2所示，熱交換器(1)由熱管(3)和管箱(4)構成，熱管(3)的 蒸發(fā)段設置在管箱(4)的箱體內部，熱管(3)的散熱段在管箱(4)外部為裸露狀態(tài)的開放型散熱結構；管箱(4)箱體內下部煙氣進口區(qū)域熱管的蒸發(fā)段為變長度光管，管箱(4)箱體內中部和上部區(qū)域熱管的蒸發(fā)段設置有散熱翅片，管箱(4)外部熱管的散熱段均設置有散熱翅片；熱交換器(1)上的熱管為橫向設置，熱管的軸線與水平方向存在有一定夾角，熱管上的散熱翅片趨于垂直狀態(tài)；燃煤爐(2)的燃燒室為立式的圓柱形結構，熱交換器(1)設置在燃煤爐(2)上部，熱交換器(1)和燃煤爐(2)通過法蘭(5)連接固定為一體；燃煤爐(2)上設置有添煤口(6)和出渣口(7)；燃燒室與儲渣室之間設置有爐篦(8)；熱交換器(1)的頂端設置有與煙囪連接的排煙出口(9)；在出渣口(7)的一側還設置有鼓風機進風管(10)。

本發(fā)明的技術原理：本發(fā)明在使用時，將本發(fā)明固定于原有炕房供熱室內的循環(huán)風機下方，按照烤煙生產工藝要求，使用原有的自動控制系統(tǒng)操作，煙葉烘烤設備工作時，在鼓風機的風壓、流量與煙囪的共同作用下使混合煙氣向上流動，進入熱交換器的管箱，熱管蒸發(fā)段受熱后，熱管腔體內的工質產生沸騰發(fā)生相變，導熱工質由液態(tài)轉換為汽體并沿著熱管軸線向上運動，在熱管腔體內形成汽、液兩相共存的導熱密度空間，將熱量快速傳遞給散熱翅片，經散熱翅片散熱，熱管腔體內的汽體工質冷凝轉化為液體工質，液體工質依靠重力作用回流至蒸發(fā)段繼續(xù)受熱，形成往復循環(huán)，實現(xiàn)導熱工質的合理流動和熱量傳遞過程，在循環(huán)風機的作用下，實現(xiàn)強制對流循環(huán)，將熱量送入煙葉烤房當中。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進，以及不同產品的用途變換均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。